《车辆动力学》练习册及答案

车辆运动力学系题解答
一、填空(每题1分共10分)
1常把轨道不平顺分为轨距、（水平）、高低和方向等四种不平顺。

P166
2铁路技术管理规程规定，两股钢轨在正线及到发线上在同一处的高差不应超过（4mm ），在其它线上不应超过6mm。

P167
3如果减载的车轮上又有很大的横向力使轮缘贴靠钢轨，在最不利的条件下可能引起（爬轨）、脱轨事故p167
4在直线上名义轨距为（1435mm ）；在曲线上根据曲线半径值对轨距加宽。

P167
5车轮的偏心和不均重，都会引起轮轨之间的动作用，（车辆运行速度越高），则引起的轮轨相互作用力越大。

P168
6车轮踏面存在擦伤时，车轮滚过擦伤处，（轮轨间发生冲击），钢轨受到一个向下的冲量，而车轮受到一个向上的冲量。

P168
7轮对沿轨道运行时左右两轮的（转速相同），半径大的车轮经历的距离长，半径小的车轮经历的距离短，p169
8车轮半径越大、（踏面斜度越小），则轮对蛇行运动波长越长，即蛇行运动越平缓。

P170
9簧上质量与轮对之间不同的（弹性悬挂装置）可以代表实际车辆上不同的悬挂装置。

P170
10在车辆转向架设计中，往往把车辆悬挂的（静挠度大小）作为一项重要技术指标。

P173
11悬挂静挠度越大，（车辆自振频率低），在轮轨冲击力作用下，振动比较缓慢，加速度也小。

P173
12车辆转向架上采用的减震器品种很多，（线性减震器）是一种理想的减震器。

P173
13线性减震器产生的阻力与减震器活塞位移速度成正比，（阻力的方向）与运动方向相反。

P173
14根据能量守恒原理，在一定时间范围内，（系统内部能量）的变化量应当等于作用在系统上所有外力在同一时间范围内所作的功。

P179
15车辆受钢轨接头处冲击後的（强迫振动），实质上是有初速度的自由振动，p182
16车辆强迫振动的频率、（振幅以及振动的形式）、不仅与车辆本身的结构有关，而且与线路的不平顺特点、轮轨相互作用关系以及车辆的运动速度有关。

P183
17车辆各基本部件之间有（弹性约束）或刚性约束，以限制结构中各部件之间的相对运动。

P191
18车辆支持在弹性元件上的零部件称为（簧上质量），通常指车体包括载荷及摇枕质量。

P191
19车辆中与钢轨直接刚性接触的质量称（簧下质量），通常有轮对、轴箱装置和大多数货车三大件转向架的侧架。

P191
20把车辆的横摆、（侧滚）和摇头等归结在一起称横向摆动。

P193
21把发生在纵向垂面内的车辆各部件的浮沉及（点头振动）归结在一起，称为车辆垂向振动。

P193
22一系悬挂车辆在横向的运动有车体横摆yc，（侧滚角）θc和摇头角ψc三个自由度。

p210
23减振器的主要作用之一是减小车辆在（临界速度）附近运行时的振幅和加速度。

P214
24车辆横向自由振动频率较低的三种振型有：车体的摇头、（上心滚摆）和下心滚摆。

P214
25为了充分发挥减振器的作用，减振器应安装在该种振动情况下相对运动最大的车辆零部件之间，且减振器（活塞中心）与运动方向一致。

P214
26在车辆设计中应确保车体在弹簧上，有（足够的）抗倾覆稳定性。

P215
27当蠕滑率很小时，( 蠕滑力)与蠕滑率之间呈线形关系。

P217
28动荷系数是车辆在运转时产生的( 动载荷幅值)Pd与静载荷Pst之比。

p222
29货车以( 最大加速度)为振动强度极限值。

P225
30列车通过曲线时，车辆和旅客都要经受( 离心力)和离心加速度。

P225
31曲线超高一般设置在外轨上，即把外轨抬高，而( 内轨保持)原来高度不变。

P226
32为了保证车辆不倾覆，( 倾覆系数)D不能超过临界值。

P230
33当轮轨之间的横向力过大，使轨距扩宽，( 车轮落入)轨道内侧而脱轨。

P231
34轮缘角α越小，( 摩擦系数)μ越大，越容易出现爬轨。

P232
35影响车辆脱轨的因素很多，有线路的原因、( 车辆的原因)以及列车编组运用中的原因。

P235
36影响脱轨的原因是( 轮轨间的横向力)过大和垂向力减载。

P235
37高速列车运行时，带动( 周围空气)随之一起运动形成列车风。

P237
38对于车体转向架构架而言，每个刚体上既有高频振动，也有（低频振动）。

P201
39车辆点头自振频率略高于（车辆沉浮）自振频率。

P202
40为了减少车体的高频振动，一般情况下，（悬挂静挠度）大部分分配给第二系悬挂。

P202
二、名词解释(每题2分共20分)
1、水平不平顺：p167
水平不平顺——在直线区段，铁路两股钢轨顶面不可能保持完全水平，而有一定偏差，这个高差称水平不平顺。

2、高低不平顺：p167
高低不平顺——轨道中心线上下的不平顺称为高低不平顺。

3、轨距不平顺：p167
轨距不平顺——轨道实际轨距与名义轨距之间有一定偏差，称为轨距不平顺。

4、方向不平顺：p167
轨道方向不平顺——实际轨道中心线与理想轨道中心线的左右差称轨道方向不平顺。

5、自由蛇行运动：p170
自由蛇行运动——当车轮踏面为锥形时，只要轮对中心偏离轨道中心线，轮对就在横向产生正弦运动，这种运动称为自由蛇行运动。

6、簧上质量：p191
簧上质量——车辆支持在弹性元件（弹簧）上的零部件称为簧上质量，通常指车体（包括载荷）及摇枕质量。

7、簧下质量：p191
簧下质量——车辆中与钢轨直接刚性接触的质量称簧下质量，通常有轮对、轴箱装置和大多数货车三大件转向架的侧架。

客车转向架，一般是簧上质量。

8、浮沉运动：p192
浮沉运动——车体沿z轴方向所作的平行位移；
9、横摆运动：p192
横摆运动——车体沿y轴方向所作的平行位移；
10、伸缩运动：p192
伸缩运动——车体沿x轴方向所作的平行位移；
11、摇头运动：p192
摇头运动——车体绕z轴的回转
12、点头运动：p192
点头运动——车体绕y轴的回转；
13、侧滚运动：p192
侧滚运动——车体绕x轴的回转。

14、导向力：`p231
导向力——钢轨给车轮的横向反力称为导向力。

15、爬轨：p231
导向力——车轮爬上钢轨需要一定时间，这种脱轨方式称为爬轨。

16、跳轨：p231
跳轨——车辆在高速时，由于轮轨之间的冲击力造成车轮跳上钢轨，这种脱轨方式称为跳轨。

17、脱轨：p231
脱轨——当轮轨之间的横向力过大，使轨距扩宽，车轮落入轨道内侧而脱轨。

18、列车风：p239
列车风——高速列车运行时，带动周围空气随之一起运动形成列车风。

19、动荷系数：p222
动荷系数——是车辆在运转时产生的动载荷幅值Pd与静载荷Pst之比。

20、抗倾覆稳定性：p215
抗倾覆稳定性——指车体离开平衡位置后，能自动恢复到平衡位置的工作状况称为车体在弹簧上具有抗倾覆稳定性。

三、判断(每题2分共10分)
1运行中的火车车轮是一个理想的几何圆形。

（）P165
2转向家采用第一系悬挂时可以减小钢轨接头处的轮轨冲击。

（）P166
3轮对的蛇行运动也将激起车辆的震动。

（）P170
4车辆自由振动的振幅大小取决于车辆振动的初始条件。

（）P172
5在转向架设计中，把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。

（）P173
6线性减振器是一种理想化的减振器。

（）P173
7货车转向架大都采用摩擦减振器。

（）P175
8减振器在振动过程中振幅按等差级数递减。

（）P178
9振动系统的动能变化主要表现在振幅变化。

（）P179
10减振器阻力方向随运动方向变化而变化。

（）P179
11在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频率接近。

（）P184
12弹簧动挠度幅值往往大于线路波形的幅值。

（）P187
13激振力在一个周期内输入的功与弹簧动挠度振幅成正比。

（）P189
14所有作用在车体上的静力和惯性力之和为零。

（）P193
15一系悬挂车辆在横向的运动有三个自由度。

（）P210
16车体横摆与车体侧滚是耦合在一起的。

（）P210
17货车垂向振动的最大加速度为0.7g。

（）p225
18货车横向振动的最大加速度为0.5g。

（）p225
19车体转动角和轨道超高角的转动方向一致。

（）P228
20国外对摆式车辆的车体倾摆角加速度还规定不大于15˙/s2。

（）P229。